DE3440529A1

DE3440529A1 - Optical system for reproducing points of light

Info

Publication number: DE3440529A1
Application number: DE19843440529
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Niederteufen Pfister
Original assignee: H Berthold AG
Current assignee: H Berthold AG
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1986-05-15

Abstract

Recording device for illuminating print characters and/or graphic representations on a recording material (18), dot by dot and line by line, by means of an optical imaging lens (17) and a plurality of light-emitting miniature light sources (10-16), an inclined, rotating light deflector (19) being arranged between the imaging lens (17) and the recording material (18) in such a way that the imaged light point can be deflected by a specific amount when the light deflector (19) experiences a single rotation. The maximum amount of deflection corresponds to the distance between two light sources so that the space between them is filled with points of light (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Optisches S<Tstem zur Wiedergabe von Lichtpunkten Optical system for reproducing points of light

Die Erfindung betrifft ein optisches System in Aufzeichnungsgeraten, zur linienweisen Aneinanderreihung von Lichtpunkten auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, wobei der Abstand zwischen den einschaltbaren Leuchtquellen so in eine Vielzahl von Punkten aufgeteilt wiedergegeben wird, indem im Abbildungsstrahlengang ein kontinuierlich routierender Lichtablenker mit einer Vielzahl von Ablenkstufen angeordnet ist, so daß von jeweils einer Leuchtquelle eine Anzahl von Lichtpunkten abgebildet werden kann, auf einem Linienabschnitt, welcher dem Abstand zweier Lichtquellen entspricht.The invention relates to an optical system in recording devices, for the line-by-line arrangement of points of light on a light-sensitive Recording material, the distance between the switchable light sources so divided into a multitude of points is reproduced by in the imaging beam path a continuously rotating light deflector with a variety of deflection levels is arranged so that a number of light points from each one light source can be mapped on a line segment, which is the distance between two light sources is equivalent to.

In Druckern, Fotosetzmaschinen und anderen Wiedergabeeinrichtungen werden Niniaturlichtquellen wie Leuchtdioden, Lichtschaltzeilen oder Lichtmodulationselemente für die Aufzeichnung von Text und/oder grafischen Zeichnungen verwendet. Von den Leuchtquellen werden dabei über Abbildungslinsen mehr oder weniger feine Lichtpunkte gebildet, so daß durch die Aneinanderreihung von Punkten zu Linien bzw. durch unterschiedliches Hell- oder Dunkelschalten Ziffern, Zeichen oder grafische Darstellungen auf einem Aufzeichnungsmaterial erzeugt werden. Nachteilig hierbei ist immer, daß die Leuchtquellen, bedingt durch ihre räumliche Bauform, nicht so eng zueinander angeordnet werden kennen, wie es fiir eine Wiedergabe mit hoher Aufltisung notwendig wäre. Dieser Nachteil wird teilsweise auch dadurch vermieden, in dem mehrere Leuchtquellen versetzt oder auf Lücke angeordnet werden.In printers, photo typesetting machines and other reproduction devices are miniature light sources such as light emitting diodes, light switch panels or light modulation elements used for recording text and / or graphic drawings. Of the Light sources become more or less fine points of light via imaging lenses formed so that by the stringing together of points to lines or by different Light or dark switching digits, characters or graphic representations on one Recording material are generated. The disadvantage here is always that the light sources, due to their spatial design, cannot be arranged so close to one another know how it would be necessary for high definition playback. This The disadvantage is also partially avoided by displacing several light sources or be arranged on a gap.

Durch die US-PS 40 00 495 ist eine Belichtungsvorrichtung zur Aufzeichnung von Informationen bekannt, bei der auf einzelnen Modulen Leuchtdioden angeordnet sind, von denen jeweils ein Fiberobtikkabel zur Stirnseite des Moduls geführt ist. Mehrere module bilden eine Reihe von nebeneinander liegenden Leuchtpunkten, beispielsweise sind fi4r eine Seite von 254mm flber 5.000 Leuchtdioden vorgesehen. Durch Relativbewegung zwischen der Leuchtpunktreihe und einem Aufzeichnungsmaterial können Zeichen, Ziffern usw. belichtet werden. Die mit dieser Einrichtung erzielbare Auflösung, d.h. Anzahl der Linien/cm ist damit sehr beschränkt (weniger als 200 Linien/cm). Für den typografisch hochwertigen Fotosatz sind aber beispielsweise Auflösungen von 500 bis 1.000 Linien/cm erforderlich. Außerdem ist die Verwendung von Lichtleitfasern bei dieser Vorrichtung insofern problematisch, als daß keine ausreichend gute Fokussierung erreicht wird und eine relativ geringe Lichtintensität ein höchstempfindliches Fotomaterial notwendig macht. Es ist auch bei dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich, eine differenzierte Einstellung zwischen den Linien, möglicherweise eine berlappung der Linien selbst, einzustellen.By the US-PS 40 00 495 is an exposure device for recording known from information in which light-emitting diodes are arranged on individual modules are, of which one fiber optic cable is led to the front of the module. Several modules form a number of adjacent luminous points, for example are provided for one side of 254mm for over 5,000 light-emitting diodes. By relative movement characters, digits etc. are exposed. The resolution achievable with this device, i.e. number of lines / cm is very limited (less than 200 lines / cm). For the typographic high-quality photo typesetting are, for example, resolutions of 500 to 1,000 lines / cm necessary. In addition, the use of optical fibers in this device problematic in that a sufficiently good focus is not achieved and a relatively low light intensity, a highly sensitive photographic material is necessary power. It is also not possible with this known device, a differentiated Setting between the lines, possibly an overlap of the lines themselves, to adjust.

Andere Bauformen sehen vor, daß zur Erreichung eines feinen Rasters (möglichst viele Lichtpunkte oder Linien/cm), die Leuchtquellen oder Lichtschaltzeilen optisch verkleinert werden, indem ein oder mehrere Objektive nebeneinander angeordnet sind.Other designs provide that to achieve a fine grid (as many light points or lines / cm as possible), the light sources or light switch panels can be optically scaled down by placing one or more lenses side by side are.

Ein weiterer Nachteil bekannter Aufzeichnungsgersite besteht darin, daß zur Belichtung einer vollständigen Seite nacheinander Teilbereiche belichtet werden, indem fiir die Belichtung eines neuen Teilbereiches zunächst das lichtempfindliche Material um einen weiteren Betrag verschoben werden muß. Bei einem bekannten Gerbt wird der Belichtungskopf mit Lichtleitfasern quer zum Format, also in Richtung der zu bildenden Zeile bewegt, wobei dieser Bereich der Breite des Be lichtungskopfes entspricht und anschließend das Aufzeichnungsmaterial um einen bestimmten Betrag weitertransportiert werden muß. Dann wird der nchste Teilbereich belichtet usw., ähnlich dem bekannten Schreibmaschinenprinzip. Ein kontinuierlicher Transport des Aufzeichnungsmaterials weshrend des Belichtungsvorganges wiirde schräge Zeilen ergeben.Another disadvantage of known recording sites is that that in order to expose a complete page, partial areas are exposed one after the other for the exposure of a new sub-area first the photosensitive material must be shifted a further amount. at a well-known tanning the exposure head with optical fibers across the format, thus moved in the direction of the line to be formed, this area being the width of the exposure head corresponds to and then the recording material to a certain amount must be transported. Then the next sub-area exposed, etc., similar to the familiar typewriter principle. A continuous one Transport of the recording material during the exposure process would be inclined Lines result.

Damit hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Anzahl der Lichtque3len zu verringern und eine Anordnung zur lückenlosen Aneinanderreihung von Lichtpunkten bei hoher Auflösung pro maßeinheit zu schaffen, unter Berucksichtigung des durch die Baugröße der Leuchtauellen benötigten Abstandes zueinander. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen kontinuierlichen Vorschub des Aufzeichnungsmaterials bei gleichzeitigem Belichten zu erreichen.Thus, the invention has set itself the task of reducing the number of To reduce sources of light and an arrangement for seamless stringing of light points at high resolution per unit of measurement, taking into account the distance to each other required by the size of the light bulbs. Another The object of the invention is to provide a continuous advance of the recording material to achieve with simultaneous exposure.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zur optischen Achse des Abbildungsslstemes geneigter Lichtablenker im Strahlengang angeordnet wird, welcher kontinuierlich rotiert und eine Vielzahl von Ablenkstufen aufweist. Der Lichtablenker ist hierbei vorzugsweise als planparallele Glasscheibe mit einer Vielzahl von unterschiedlich dicken Sektionen ausgebildet. In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Glasscheibe auch so ausgebildet sein, daß ZWischen der größten und der kleinsten Dicke eine kontinuierliche Dickenänderung vorgesehen ist. Der dabei auftretende Effekt der Pllipsenbildung der Lichtpunkte kann sogar winschenswert verwendet oder durch einen gegenläufigen festen Keil kompensiert werden. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Ansprüchen.These objects are achieved according to the invention in that a for optical axis of the imaging system inclined light deflector arranged in the beam path which rotates continuously and has a plurality of deflection stages. The light deflector is here preferably as a plane-parallel glass pane with a Multiple sections of different thicknesses are formed. In a further education the invention, the glass pane can also be designed so that between the largest and the smallest thickness is continuous Change in thickness provided is. The resulting effect of the pllips formation of the points of light can even It can be used as a winch or compensated for by an opposing fixed wedge. Further advantages and features of the invention emerge from the following description and from the claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfvhrungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments explained.

Es zeigt: Fig.1 den schematischen optischen Strahlengang eines Wiedergabegerätes Fig.2 eine beispielhafte Darstellung der Strahlablenkung durch eine planparallele Platte Fig.3 eine beispielhafte Gestaltung des Lichtablenkers.It shows: FIG. 1 the schematic optical beam path of a playback device 2 shows an exemplary representation of the beam deflection by a plane-parallel one Plate Fig.3 an exemplary design of the light deflector.

Fig.1 zeigt den erfindungsgemSiBen Strahlengang in einem Aufzeichnungsgerät. Eine Reihe von Leuchtquellen 10 bis 16 sind mit Abstand "a" zueinander angeordnet. Diese Leuchtquellen können Leuchtdioden mit entprechender Lichtintensität und Farbe sein oder andere Miniaturlichtquellen. Diese Leuchtquellen können aufgrund ihrer rEiumlichen Bauform nicht näher zueinander angeordnet werden. In der Fig.1 sind die Leuchtquellen zueinander etwas vereinfacht mit einem größeren Abstand zueinander dargestellt, als sie es in der Praxis tatsöchlich sind. Bei Verwendung entprechender Leuchtquellen kann der Abstand "a" in der Praxis ca. 3mm sein. Diese Leuchtquellen 10 bis 16 werden mittels eines Abbildungsopjektives 17 auf ein Aufzeichnungsmaterial 18 projiziert. Das Material 18 kann lichtempfindliches Papier, Film- oder ein Halbleitermaterial sein und ist hier zeichnungsmäßig planeben dargestellt. Es könnte auch an dieser Stellen eine Aufnahmetrommel für das entsprechende lichtempfindliche Material verwendet werden. Das Objektiv 17 ist so zwischen Leuchtquellen 10 bis 16 und b Aufzeichnungsmaterial 18 angeordnet, daß die Leuchtquellen verkleinert abgebildet werden, wie dies der Abstand "b" zwischen den Punkten 15' und 16' verdeutlicht. Im Strahlengang ist zwischen Objektiv 17 und Abbildungsebene 18 ein Lichtablenker 19 angeordnet. Dieser ist ortsfest auf einer Welle 27 befestigt und wird 1ber nicht näher dargestellte Mittel in kontinuierliche Drehbewegungen versetzt. Die Linien 20 deuten an, daß der Lichtablenker 19 aus Bereichen unterschiedlicher Dicke besteht, wie dies in Fig.3 näher dargestellt ist.1 shows the beam path according to the invention in a recording device. A number of light sources 10 to 16 are arranged at a distance "a" from one another. These light sources can be light-emitting diodes with a corresponding light intensity and color his or other miniature light sources. These light sources can be due to their The spatial design cannot be arranged closer to one another. In Fig.1 are the light sources to one another somewhat simplified with a greater distance from one another as they actually are in practice. When using the corresponding In practice, the distance "a" from light sources can be approx. 3mm. These light sources 10 to 16 are imaged onto a recording material by means of an imaging lens 17 18 projected. The material 18 can be photosensitive paper, film, or a semiconductor material his and is here according to the drawing shown flat. It could also at this point a receiving drum for the corresponding light-sensitive Material to be used. The lens 17 is between light sources 10 to 16 and b recording material 18 arranged that the luminous sources reduced are mapped, as illustrated by the distance "b" between points 15 'and 16'. A light deflector is located in the beam path between the objective 17 and the imaging plane 18 19 arranged. This is fixed in place on a shaft 27 and is not 1ber Means shown in more detail offset in continuous rotary movements. The lines 20 indicate that the light deflector 19 consists of areas of different thicknesses, as shown in more detail in Fig.3.

Der Lichtablenker 19 gleicht in seiner Funktion einer planparallelen Platte und wird vorzugsweise unter einem Winkel von 30 - 45 zum Strahlengang angeordnet. Die Umdrehungszahl ist abhcngig von der Einschaltdauer der Leuchtquellen, deren Intensität und der Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials 18, wobei z.B. 3.000 U/min zur Gewr;hrung einer optimalen Belichtungsleistung nötig sind. Am Rande des Lichtablenkers 19 ist eine Fahne 21 vorgesehen, welche auf eine Lichtschranke 22 wirkt, um einer zentralen Steuereinheit 23 die Stellung der Scheibe anzuzeigen. Diese Funktion wird weiter unten noch näher erläutert. Das Objektiv 17 ist im Strahlengang derart angeordnet, daß die Leuchtquellen 10 bis 16 auf dem Aufzeichnungsmaterial in einer 10- bis 15fachen Verkleinerung wiedergegeben werden.The function of the light deflector 19 resembles a plane-parallel one Plate and is preferably arranged at an angle of 30-45 to the beam path. The number of revolutions depends on the switch-on time of the light sources Intensity and sensitivity of the recording material 18, e.g. 3,000 RPM are necessary to ensure optimal exposure performance. On the edge of Light deflector 19, a flag 21 is provided which points to a light barrier 22 acts to display a central control unit 23 the position of the disc. This function is explained in more detail below. The objective 17 is in the beam path arranged so that the light sources 10 to 16 on the recording material can be displayed at 10 to 15 times reduction.

Fig.2 zeigt eine beispielhafte Darstellung der Strahlablenkung durch eine planparallele Glasplatte. Bei einer Dicke von n1 der Glasplatte 19 wird ein ankommender Lichtstrahl 24 um den Betrag b1 abgelenkt und parallel zum Fintrittsstrahl auf einen Punkt 25 gefihrt. Wird der gleiche Lichtstrahl 24 durch eine Glasplatte mit der Dicke n2 abgelenkt, betrriet die Ablenkung b2 am Punkt 26. Bei einer konkreten Anzahl von Dickenabstufungen in dem Lichtablenker 19 können somit von einer einzigen Lenchtquelle diverse Lichtpunkte, vorwiegend mit gleicher Beabstandung, auf der Gegenstandsebene 18 abgebildet werden.2 shows an exemplary representation of the beam deflection by a plane-parallel glass plate. When the thickness of the glass plate 19 is n1, a incoming light beam 24 deflected by the amount b1 and parallel led to a point 25 to the final jet. If the same light beam 24 deflected by a glass plate of thickness n2, the deflection entered b2 at the point 26. With a specific number of thickness gradations in the light deflector 19 can thus various light points from a single light source, predominantly with the same Spacing, are mapped on the object plane 18.

Fig.3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Lichtablenkers 19, aufgeteilt in Sektionen 1-12 unterschiedlicher Dicke. In der Sektion 1 ist mit 17 die nutzbare Oeffnung des ObJektives wiedergegeben. Die in der Draufsicht des Lichtablenkers gezeichnete Dicke ist hier zwecks Larstellung der Sbstufungen jbertrieben dargestellt. In einer möglichen Ausfihrungsform betragen die Abstufungen lediglich 0,1 bis 0,2mm.3 shows a possible embodiment of a light deflector 19, divided in sections 1-12 of different thicknesses. In section 1, the usable one is at 17 Opening of the lens reproduced. The one in the top view of the light deflector The drawn thickness is shown exaggerated for the purpose of clarifying the gradations. In one possible embodiment, the gradations are only 0.1 to 0.2 mm.

Ps ist aber auch mcglich einen Lichtablenker als Glasscheibe mit einem kontinuierlichen Verlauf zwischen minimaler und maximaler Dicke zu. verwenden.Ps is also possible as a glass pane with a light deflector continuous course between minimum and maximum thickness. use.

Anstelle einer Glasscheibe mit veränderlicher Dicke kann auch eine solche mit veränderlichem Beigungswinkel eingesetzt werden.Instead of a glass pane with variable thickness, a those with a variable angle of inclination are used.

Zur Tunktionsweise des Lichtablenkers 19 sei angenommen, daß der >Tittenabstand "a" der Leuchtquellen 10 bis 16 3mm betrage. Bei einer 10-fachen Verkleinerung durch das Cbjektiv 17 ergebe sich ein Abstand von von 0,3mm. Der Lichtaklenker 19 ist nun so ausgebildet, daß jede seiner 12 Sektionen den ankommenden Strahl beispielsweise einer Leuchtquelle 16 um einen gleichen Betrag auf dem lichtempfindlichen material IS verschiebt. Diese Verschiebung oder pinktchenweise Aneinanderreihung betrrigt somit 0,3 : 12 = 0,025mm. Dabei können die abgebildeten Leuchtpunkte eng aneinanderliegend oder leicht uberlappend auf dem lichtempfindlichen Material 18 wiedergegeben areraen.For the mode of operation of the light deflector 19, it is assumed that the> breast spacing "a" of the light sources is 10 to 16 3mm. At a 10-fold reduction through the lens 17 results in a distance of 0.3 mm. The light link 19 is now designed so that each of its 12 sections receives the incoming beam, for example a light source 16 by an equal amount on the photosensitive material IS moves. This shift or pinch-by-pin juxtaposition is frustrating thus 0.3: 12 = 0.025mm. The illuminated dots shown here can lie close to one another or slightly overlapping on the photosensitive material 18 reproduced areraen.

Will man nun auf dem lichtempfindlichen material 18 eire beliebige Strecke oder Linie belichten, welche ein Vielfaches der Strecke "b" betrugt, so werden entsprechend viele Leuchtquellen eingeschaltet, und durch Drehen des Lichtablenkers während einer einzigen Umdrehung wird die Gesamtlinie belichtet.If one now wants to have anything on the photosensitive material 18 Expose route or line which is a multiple of route "b", see above accordingly many light sources are switched on, and by turning the light deflector the entire line is exposed during a single revolution.

Der Lichtablenker 19 kann aber auch zu einer weiteren Verwendungsweise herangezogen werden. Werden Lichtquellen, Objektiv und Lichtcb lenker beispielsweise in einem Belichtungskopf eines Aufzeichnungseerätes gemeinsam angeordnet und wird dieser Belichtungskopf dabei in Richtung einer zu bildenden Zeile bewegt, wobei die Lichtquellen senkrecht zur Bewegungsrichtung aufgereiht sind, so kann auf einem Aufzeichnungsmaterial eine bestimmte Fläche belichtet werden. Wenn nun gleichzeitig wihrend der Bewegung des Belichtungskopfes eine dazu senkrechte Bewegung des lichtempfindlicken Materials erfolgt, sc würde dies eine schrägabfallende Belichtungsfläche ergeben. Um dem ertgegenzuwirken ist es mit dem Lichtabjenker möglich, durch exakte Steuerung des mTaterialtransportes mit der Bewegung des Belichtungskopfes nur bestimmte Leuchtquellen einzuschaltenn, so daß durch der Lichtaklenker die Naterialbewegung kompensiert wird.The light deflector 19 can, however, also have a further use can be used. Are light sources, lenses and light guides, for example arranged in an exposure head of a recording device together and is this exposure head is moved in the direction of a line to be formed, wherein the light sources are lined up perpendicular to the direction of movement, so on one Recording material a certain area can be exposed. If now at the same time During the movement of the exposure head, a perpendicular movement of the photosensitive person Material takes place, sc this would result in a sloping exposure area. In order to counteract this, it is possible with the light deflector, through precise control of the material transport with the movement of the exposure head only certain light sources to be switched on so that the material movement is compensated by the light guide will.

Claims

Claims 1. Recording device for point and line wise Exposure of characters and / or graphic representations on a recording material, with an optical imaging lens and a plurality of light emitting Miniature light sources, characterized in that preferably in the beam path a rotatable one between the imaging lens (17) and the recording material (18) Light deflector (19) is arranged, the axis (27) of which is inclined to the optical axis is.

2. Recording device according to claim 1, characterized in that that the light deflector (19) is a plane-parallel pane of glass with different thicknesses Ranges (1-12).

3. Light deflector according to claim 1 and 2, characterized in that the areas (1-12) plane-parallel and between a maximum and a minimum Thickness are evenly graded.

4. Light deflector according to claim 1 or 2, characterized in that the areas (1-12) are unevenly graded.

5. Recording device according to claim 1, characterized in that that the light deflector (19) in the form of an optical wedge between a maximum and a minimum thickness.

6. Recording device according to claim 1, characterized in that that the light deflector (19) rotates continuously.

7. Recording device according to claim 1, characterized in that that the angle of inclination of the rotating light deflector (19) is variable.

8. Recording device according to claim 1, characterized in that that the light deflector (19) through a position control (21,22) with the control unit (23) is connected.

9. Recording device according to claim 1, characterized in that that the light sources (10-16) in agreement with the position report of the light deflector (19) can be acted upon by the control unit (23) with a switching / switching off signal are.